ZADATAK 1.Prikazati osnovni model obradnog sistema i objasniti njegove komponente.

OBRADNI SISTEM

MAŠINSKISISTEM

OBRADNI PROSES

PROCES OBRADE

POMOĆNI PROCES

MAŠINA

PRIBOR

ALAT

OBRADAK

INFORMACIJE

ENERGIJA

PRIPREMAKPOMOĆMI

MATERIJAL

INFORMACIJE

ENERGIJA

IZRADAKODPADNI

MATERIJAL

sl. osnovni model obradnog sistemaObradni može da se u općem slučaju definiše kao mašinski sistem sa obradnim procesom kao osnovnom funkcijom.

Mašinski sistem se dalje sastoi od više pod sistema:→Pod sistem mašina se sastoji od jedne ili više mašina, alatki sa potrebnim instalacijama i pratećim agregatima.→Pod sistem alata . Pored jednog ili više alata za proces obrade i kontrole podsistema alata obuhvata elemente potrebne za stezanje, namještanje i promjenu alata.→Pod sistem pribora obuhvata sve standardne i univerzalne kao i pomoćne pribore potrebne za stezanje i pozicioniranje alata i obradka.→Pod sistem obradaka čine jedan ili više obradaka.

Obradni proces se sastoji od:→Procesa obrade.→Pomoćnog procesa.

Procesi obrade su: procesi rezanja (struganje, glodanje, bušenje i dr.), procesi plastičnog deformisanja (sabijanje, istiskivanje, izvlačenje i dr.) i drugi procesi koji direktno uslovljavaju transformaciju obradka u smislu promjene fizičko-hemijskih osobina, oblika, mjera i dr.Mašinski sistemi i obradni procesi su u međusobnoj vezi preko sklopa poremećajnih faktora x(t) i skupa odzivnih (izlaznih) faktora y(t). Skup poremećajnih faktora koji nastaje kao posljedica procesa obrade i uticaja okruženja glasi:

{ }),...(),(),(),(),(),(),()( tQtFtFtFtFtFtFtx trtspdi=

ZADATAK 2.Prikazati šemu međusobnih odnosa sistema u prizvodnom mašinstvu i svaki posebno objasniti.

Proizvodno mašinstvo predstavlja zajednički sadržilac cjelokupnog mašinstva u fizičkoj realizaciji različitih dobara a odnosi se na sredstva i metode proizvodnje prvenstveno metalnoj industriji.U okviru proizvodnog mašinstva mogu se definisati slijedeći sistemi:

sl. međusobni odnosi sistema u proizvodnom mašinstvu

Poslovni sistem kao širi kompleks pored drugih sistema koji mogu biti i van proizvodnog mašinstva obuhvata ili sadrži jedan ili više proizvodnih sistema.

Proizvodni sitem obuhvata više tehničko tehnoloških činilaca a sa ciljem podizanja vrijednosti polaznom materijalu u smislu dobijanja gotovog proizvoda. Sastoji se od elemenata u kojima započinje definisanje koncepcije proizvoda da bi se završio sa elementima u kojima se dobija gotov proizvod spreman za tržište. Preduzeće, fabrika ili pogon mogu biti određen proizvodni sistem zavisno od aktivnosti koji se u njima izvode.

Tehnološki sistem je obuhvaćen proizvodnim sistemom, sadrži kompleks ili skup činilaca u kojima se od polufabrikata ili drugih sirovina dobiju gotovi dijelovi ili sklopovi. To je npr. linija ili grupa mašina gdje se izvode određene aktivnosti i operacije, tako da se od polufabrikata dobije gotov dio.

Obradni sistem u okviru tehnološkog sistema je mašina alatka ili grupa mašina alatki koja izvodi skup određenih operacija ili drugim riječima mašina alatka ili grupa mašina sa radnikom koji vrši upravljanje predstavlja obradni sistem, naravno i automatska mašina sa automatskim upravljanjem predstavlja jedan obradni sistem.Elementi obradnog sistema su:

→Mašina alatka.→Proces koji se izvodi na mašini.→Sistem upravljanja (ručno ili automatski)

Sistem za oblikovanje je širi kompleks u odnosu na obradni sistem to je npr. montažni sto sa radnikom gdje se montažom vrši oblikovanje.

POSLOVNI SISTEM

PROIZVODNI SISTEM

TEHNOLOŠKI SISTEM

SISTEM ZA OBLIKOVANJE

OBRADNI SISTEM

ZADATAK 3.Navesti i objasniti osnovne uslove razvoja alatnih mašina.

Osnovni uslovi razvoja alatnih mašina mogu se prikazati kroz:

→ Razvoj materijala alata i materijala za gradnju alatnih mašina. Tek razvojem materijala alata moglo je doći do bržeg razvoja kompjuterski upravljanih mašina s obzirom na veće brzine.

→ Pogonsko energetski sistem – je osnovni uslov razvoja pogonskih sistema za moderne mašine. Razvoj modernih motora omogućio je bez stepenu promjenu brzine obrade. Došlo je do razvoja hidromotora, elektro-koračnih motora za pomoćna kretanja alatnih mašina.

→ Razvoj elektronike – je omogućio razvoj upravljačkih sistema za NC i CNC mašine što je zamjenilo bregastu ploču i mehanički sistem upravljanja.

→ Razvoj novih tehnologija – omogućio je izradu elemenata od tvrdih metala koji se ranije nisu mogli obrađivati što je utjecalo na razvoj novih mašina.

→ Razvoj tribologije i triboloških procesa – je omogućio obradu materijala na velikim brzinama preko 6000 o/min. Što ranije nije bilo moguće.

ZADATAK 4.Šta određujemo Germarovim, a šta Schlezingerovim dijagramom.

GERMAROV dijagram je strukturni dijagram koji pokazuje broj vretena, način umnožavanja broja okretaja, broj sklopova i broj stepeni promjene broja okretaja.Ovaj dijagram ne daje podatke koji bi konkretno odredili prenosni odnos između zupčanika i nedaje kinematski proračun prenosnika.On omogućuje da se sagledaju sva moguća riješenja i da se izabere najbolji kinematski prenos. Dakle strukturni dijagram služi za traženje najbolje varijante, i to pokazuje da je strukturni dijagram drugi korak u proektovanju i konstrukciji prenosnika.

SCHLEZINGEROV dijagram detanjno pokazuje umnožavanje broja okretaja, prenosne odnose, zupčanike u zahvatu, tako da je moguće na osnovu ovog dijagrama pristupiti izračunavanju broja zuba zupčanika i izvesti konstrukciju prenosnika.

ZADATAK 5.

Objasniti princip rada hidruličkih bez stepenih pogona.

HIDRULIČKI PRENOSNIK – za kontinuiranu promjenu brija okretaja sadrži dva osnovna fukkcionalna elementa, to su: hidrulička pumpa i hidrulički motor. Hidrulički motor se nalazi na izlaznoj strani prenosnika te promjenom njegovog broja obrtaja dobiva se željeni broj obrtaja na izlazu iz prenosnika. Promjena broja obrtaja se vrši kontinuitano između dvije ekstremne vrijednosti nmin do nmax, pri čemu se koriste hidruličke karekteristike ovih uređaja.

maxpeminme

PUMPAMOTOR

Konstrukcija oba ova elementa se temelji na radu pumpe i motora sa krilcima postavljenim u diskove, koji mogu mijenjati ekscentričnost svoje obrtne ose u odnosu na osu kućišta.Promjenom eksentričnosti pumpe i motora prenosnika mijenja se zapremina tečnosti koja od pumpe teče ka motoru i obrnuto te se ovaj način regulisanja broja okretaja motora nazina ZAPREMINSKIM REGULISANJEM.

ZADATAK 6.

Hidrulički prenosnici za pretvaranje kružnog u pravolinisko kretanje.

Povezivanjem hidro pumpe i i hidro cilindra preko odgovarajućih hidruličnih elemenata ostvaruje se pretvaranje obrtnog kretanja vratila hidropumpe u pravolinisko kretanje klipa hidro cilindra. Za prenosnike manje snage i prenosnike za pomoćna kretanje upotrebljavaju se hidro pompe konstantnog kapaciteta, dok se za prenosnike za glavno pravolinisko kretanje primjenjuju pumpe promjenjivog kapaciteta.

prelivni ventil

razvodnik

hidro cilindar

nepovratni ventil

prigušni ventil

hidro pumpa

filter

rezervoar

Pp(pritisak tečnosti pumpe )

P (pritisak tečnosti iza prigušnog ventila )

1

sl.hidrulička instalacija prenosnika za pravoliniska kretanja sa pumpom konsantnog kapaciteta

Pada pritisaka u prigušnom ventilu pod predpostavkom laminarnog strujanja:

11

11

1

ilaotpor vent prigušnipumpeprotok

AFP

RPP

RpQ

PPpRQ

RQp

pd

pd

d

=

−==

−=−−

⋅=

ZADATAK 7.Mehanički prenosnići za pretvaranje kružnog u pravolinisko kretanje. Navesti i prikazati skicom.

Mehanički pretvarači su:- navojno vreteno i navrtaka- navoj i zupčasta letva- vreteno sa kugličastom navrtkom - upčanik i zupčasta letva- koljenasti mehanizam- mehanizam sa krivajom- kulisni mehanizam u kombinaciji sa koljenastim mehanizmom

NAVRTKA

VIJAK

PUŽNAVRTKA

PUŽNO KOLOVIJAK

ZADATAK 8.Hidromehanički prenosnici za pravoliniska ketanja.

Hidromehanički prenosnici se primjenjuju najčešće kod mašina sa automatskim upravljanjem. Kod ovog se obrtno kretanje vrtila hidro-pumpe u pravolinisko kretanje klizača postiže posredstvom hidromotora i zavojnog vretena.

TROPOZICIONIRAZVODNIK 5/3

HIDROMOTOR (dva smjera okretanja)

GRANIČNIK

ZAVOJNO VRTENO

PREKIDAČ

RELEJ

ISPRAVLJAČ

TRANSFORMATOR

PREKIDAČ (uključuje-isključuje ) rad mašine

Pumpa promjenjivog

kapaciteta

Filter Rezervoar tečnosti (ulje)

sl. šema hidromehaničkog prenosnika

Hidrulični prenosnici imaju više dobrih osobina:→ omogućuju bez stepenu promjenu brzine→vrlo je jednostavan→daje veću silu i moment pogona za jednako velik električni pogon→promjena smijera kretanja je vrlo prosta→hidrulički i električni pogoni imaju dobru suradnju

ZADATAK 9.Koje su razlike u pogonskom sistemu klasičnih alatnih mašina i NC i CNC alatnih mašina. (prikazati šemom)

Kod klasičnih alatnih mašina obično postoji jedan pogonski EM i veći broj prenosnika (zupčasti ili remeni).Kod NC i CNC mašina postoji više pogonskih motora, obično za svaku osu kretanja i pomoćne funkcije. Kod ovih mašina svaka osa pored pogonskog sistema ima mjerni odnosno senzorski sistem za mjerenje pomaka, posmaka i broja okretaja.

POGONSKI SISTEM KLASIČNIHALATNIH MAŠINA

PRENOSNICI-POGON GLAVNOG VRETENA-POGON POMOĆNOG KRETANJA (NOSAČA ALATA)-POGON POMOĆNIH FUNKCIJA (HLAĐENJE, PODMAZIVANJE)

OBIČNO ZAJEDNIČKI POGON

POGONSKI SISTEMI NC I CNC ALATNIH MAŠINA

POGONSKI SIST .GLAVNOG KRETANJA

(osi X,Y,Z,C)

POGONSKI SIST .POMOĆNIH KRETANJA

(NOSAČ ALATA)

POGONSKI SIST .POMOĆNIH FUNKCIJA

POGON GLAVNOG VRETENA(JEDNOG ILI

VIŠE )ALATNE MAŠINE osi: X,Y,Z,C

POGON POMOĆNIH KRETANJA (JEDNOG ILI VIŠE NOSAČA ALATA)

ALATNE MAŠINE

HLAĐENJEPODMAZIVANJE IZMIJENA ALATABRZO PRIMICANJE ALATAPOZICIONIRANJEIZMJENA OBRADKA

RAZDVOJENI-VLSTITI POGON

ZADATAK 10.Elektrokoračni motori.

Karekteristika rada EK servo motora je u tome što se kontrola njihovog okretanja vrši primjenom inpulsne tehnike tj. Stalnim prekidanjem i uspostavljanjem strujnih kola kojima se oni napajaju. U stručnoj literaturi se zato ova grupa EM često označava SCR motori. Ovakva inpulsna kontrola upravljanja servo motora (EKM) je u funkciji numeričkog upravljanja pomoćnim kretanjima NC-mašine te oni predstavljaju onaj izvršni organ preko kojeg se uspostavlja kontrola pomoćnih kretanja odgovarajućih radnih organa mašine. Pri tome se programom NC mašine obezbjeđuju različiti režimi rada servo motora kao što su:

• brzi hodovi• velike brzine pomoćnih kretanja u toku praznog hoda mašine• smanjenje brzine pomoćnih kretanja u blizini tačaka pozicioniranja, zaustavljanja ili

promjene smijera• postizanje proektovanih brzina pomoćnih kretanja u toku radnih hodova

ZADATAK 11.Elektrohidrulični koračni motor.

EHKM koristi se u sistemima NC upravljanja sa otvorenim tokom mjernih signala. EHKM se sastoi od dva posebna motora:

1) elektrokoračnog motora2) hidruličkog motora

Oni su spojeni u jednu pogonsku cijelinu sa ciljem da EKM pretvara električni signal u koračno okretanje hidruličkog motora s druge strane hidrulički motor je izvor snage s kojom se mogu savladati veliki otpori na pravcima pomoćnih kretanja alatnih mašina. Ovakvo konstrukcisko riješenje predstavlja idealnu kombinaciju za pogon radnih organa mašina uz istivremeno mjerenje, regisrovanje pređenog puta s obzirom da se pređeni put mjeri indirektno brojem inpulsa (koraka) koračnog motora.Zbog toga sistem NC mašina pomoću EHKM pružaju praktično neograničene mogućnosti za upravljanje radnim organima alatnih mašina u funkciji pređenog puta koji se mjeri kordinatama x,y,z.

EKM RV HM SRz

INPULSI

Rz-regulacioni zavojRV-regulacioni ventilS-veličina pomjeranjaHM-hidrulični motor

ZADATAK 12.Jednosmjerni servo motori.

Jednosmjerni servo motori se grade uglavnom sa tiristorskim upravljanjem. Tiristor je upravljani poluprovodnički elemet na bazi silicija.Konstrukciju jednosmjernih servo motora odlikuje višepolni stator sa parametarskim magnetom. Masa rotora je takva da obezbjeđuje potreban toplotni kapacitet, a dimenzija četkica omogućuje protok relativno velikih struja pri ubrzanju i kočenju. Ovakva konstrukcija jednosmjernih servo motora treba da obezbjedi visok stepen korisnog dejstva, miran rad pri malim brojevima okretaja i rad sa velikim strujama pri ubrzanju i kočenju. Sistemi pomoćnih kretanja NC-mašina zahtijevaju oštre režime rada servo motora.

Tako je potrebno njihovo radno okretanje u oba smjera, kočenje u suprotnom smjeru od smjera radnog okretanja te oni u tom slučaju rade u režimu generatora.

Ovakva njihova pogonska osobina preslikava se u radno dijagramu:

I KVADRANTMOTOR

II KVADRANTKOČNICA

VI KVADRANTKOČNICA

III KVADRANTMOTOR

+n

-n

+M

Prema ovom dijagramu servo motor:- u I i II kvadrantu ima desni smijer okretanja a u III i IV lijevi- u I i III kvadrantu radi kao motor a u II i IV kvadrantu dejstvuje kočiono

ZADATAK 13.Izrada zavojnice na tokarilici.

GLAVNOVRETENO OBRADAK

s

NOŽNOSAČ ALATA

VODEĆE VRETENO

h

PRENOSNIK ZA POMOĆNO

KRETANJE

1Z1n

mZ

2Z3Z

4Zvn

hnsn v ⋅=⋅1

nv – broj okretaja zavojnog (vodećeg) vretenah – korak navoja zavojnog vretenan1 – broj okretaja glavnog vretena zokarilices – korak navoja na obradku

4

3

2

11211 z

zzznkknnv ⋅⋅=⋅⋅=

1 ; 11 =⋅= nhsnnv

hs

zz

zzkknv =⋅=⋅=

4

3

2

121

ZADATAK 14.Navedite vrste brusilica prema vrsti brušenja i skicom prikazati kinematiku obrade.Prema vrsti brušenja brusilice mogu biti:→ brusilice za vanjsko brušenje cilindričnih ili ravnih površina→ brusilice za unutarnje cilindrično brušenje Za brušenje cilindričnih površina brusilice imaju šiljke a ravnih površina radni sto na koji se postavlja obradak.1)Brusilice za vanjsko brušenje

vOBRADAK

BRUSsv0v

obv

sv

OBRADAK

STOL

a) cilindrično b) ravno2)Brusilice za unutarnje brušenje

0vsv

bv

3)Brusilice bez šiljaka

0v

bv

bv

Rv

sv

sd

BRUS (GLAVNI) POMOĆNI BRUS

OBRADAK

PODUPIRAČ

4)Specijalne brusilice

DIJAMANTSKA ROLNA

ZADATAK 15.Na primjeru, skicom prikazati tehnološko vrijeme koncentracije zahvata kod jednovretenog automata.

1

3

2

4

6

75

4

2l

1l

3l

sl. primjer zahvata kod obrade na jednovretenom automatuPrvo zabušimo alatom 1 na dužinu l4 , zatim bušimo alatom 2 nešto više od cijelog komata (tačnije za 4 mm više) , treći zahvat je razvrtanje alatom 3, četvrti zahvat je poravnanje čela alatom 4, peti zahvat je uzdužno struganje alatom 5, šesti zahvat je odsjecanje alatom 6, i sedmi zahvat je obaranje ivica alatom 7.

1t

6t

5t

4t

3t

2t

7t

t

7

6

5

4

3

2

1

broj

zah

vata

ut

Tehnološko vrijeme koncentracije zahvata:t1 -zabušivanjet2-bušenjet3-razrtanjet4-poprečno tokarenjet5-uzdužno tokarenjet6-odsjecanjet7-tokarenje nagiba 45

ZADATAK 16.

Upravljački sistemi kod CNC alatnih mašina.Pojavom mikroprocesora oko 1973 god. došlo je do razvoja CNC upravljanja, što je omogućilo znatno sniženje cijena upravljačkih jedinica, povećanje pouzdanosti lakše održavanje i znatno smanjenje dimenzija. Sve je to dovelo do razvoja upravljačkih jedinica sa velikim kapacitetom memorije što je omogućilo razvoj fleksibilnih tehnoloških sistema.

sl. mašinski sistem sa CNC upravljanjem

E-energijaK-sistem za pozicioniranjeU-upravljački sistemM-mjerni sistemA-sistem alataO-sistem obradkaWi(t,t)-prenosna funkcijaQ-sistem stezanja

Suština upravljanja sastoji se u programiranju procesa rada i prenos tog programa rada na nosač informacija koji se unosi u upravljačku jedinicu.Upravljačka jedinica pohranjuje informacije, obrađuje ih i prema stepenu prioriteta daje naredbe izvršnim organima obradnog procesa (glavno i pomoćni kretanje, sistem za mjerenje, za izmjenu alata, za izmjenu obradka itd.).

STRUKTURE CNC MAŠINE

E – PODSISTEM

K – PODSISTEM

U – PODSISTEM

M – PODSISTEM

A – PODSISTEM

O – PODSISTEM

Wi ( t, t)

Q – PODSISTEM

Ui (t) Y

i (t)

ZADATAK 17.Prikazati i objasniti obradu informacija za CNC alatnu mašinu.

ČITAČ TRAKE

RUČNA KOREKCIJA

PROGRAM ZA UČITAVANJE IDEKODIRANJE

MEMORIJA ZA POZICIONIRANJE

MEMORIJA ZA UKLJUČIVANJE

PROGRAMINTERPOLACIJE

PROGRAM ZA NAREDBE UKLJUČI.

INTERPOLATOR

UKLJUČIVAČ

POJAČALO

UKLJUČIVANJABrzina gl. KretanjaBrzina pomoćnog kretanjaIzbor alata,...

MJERENJE POZICIJE

D M

TEHNOLOŠKI PODACI

REGULISANE VELIČINE

REGULACIONIKRUG

GEOMETRISKI PODACI

REGULISANOODSTUPANJE

sl. obrada informacija na CNC mašini